BR112019010870B1 - HIGH MN STEEL PLATE AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME - Google Patents
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Abstract
Trata-se de uma placa de aço de alto Mn e um método de fabricação para a mesma. A placa de aço de alto Mn tem uma composição de componente contendo, % em massa, C: 0,20 a 0,70%, Si: 0,05 a 1,0%, Mn: 15 a 30%, P: 0,028% ou menos, S: 0,02% ou menos, Al: 0,01 a 0,1%, Cr: 0,5 a 7,0%, Ni: 0,03 a 0,30%, N: 0,0010 a 0,0200%, e um ou dois ou mais de Nb: 0,003 a 0,030%, V: 0,03 a 0,10%, e Ti: 0,003 a 0,040%, com o equilíbrio sendo Fe e impurezas acidentais, em que: uma microestrutura de 0,5 mm sob uma superfície da placa de aço inclui austenita como uma fase de base; e 25% ou mais da austenita, em razão de área, tem um diâmetro de círculo equivalente de 10 μm ou mais e uma razão de aspecto de um eixo maior para um eixo menor de 3 ou mais.It concerns a high Mn steel plate and a manufacturing method for the same. The high Mn steel plate has a component composition containing, wt%, C: 0.20 to 0.70%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 15 to 30%, P: 0.028 % or less, S: 0.02% or less, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.5 to 7.0%, Ni: 0.03 to 0.30%, N: 0, 0010 to 0.0200%, and one or two or more of Nb: 0.003 to 0.030%, V: 0.03 to 0.10%, and Ti: 0.003 to 0.040%, with the balance being Fe and incidental impurities, in that: a 0.5 mm microstructure under a steel plate surface includes austenite as a base phase; and 25% or more of the austenite, by area ratio, has an equivalent circle diameter of 10 µm or more and an aspect ratio of 1 major axis to a minor axis of 3 or more.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a uma placa de aço de alto Mn que é adequada para aço estrutural usado em um ambiente criogênico, tal como um tanque de armazenamento de gás liquefeito, em particular, a uma placa de aço de alto Mn que tem excelente resistência para craqueamento por corrosão sob tensão em um ambiente corrosivo de água salgada e a um método de fabricação para a mesma.[0001] The present invention relates to a high Mn steel plate that is suitable for structural steel used in a cryogenic environment, such as a liquefied gas storage tank, in particular, to a high Mn steel plate which has excellent resistance to stress corrosion cracking in a corrosive saltwater environment and to a manufacturing method therefor.
[0002] Quando uma placa de aço laminada a quente é usada para uma estrutura de armazenamento de gás liquefeito, temperaturas criogênicas são encontradas no ambiente em uso. Assim, para temperaturas criogênicas, a placa de aço é necessária para ter não apenas força, mas também tenacidade. Quando uma placa de aço laminada a quente é usada para armazenamento de gás liquefeito natural, por exemplo, excelente tenacidade no ponto de ebulição de gás liquefeito natural de -164°C ou menos é necessária. Quando a tenacidade de baixa temperatura de um material de aço é fraca, existe um risco de falha em manter a segurança de uma estrutura de armazenamento criogênica. Consequentemente, existe uma alta demanda para tenacidade de baixa temperatura melhorada de um material de aço a ser utilizado. Em resposta a tal demanda, ligas de alumínio de 5000 séries, 9% de aço de Ni, ou aço inoxidável austenítico que inclui, como uma microestrutura de placa de aço, austenita que não exibe fragilidade em uma temperatura criogênica foram convencionalmente usadas. Entretanto, visto que seus custos de liga e/ou custos de fabricação são altos, existe uma necessidade para um material de aço econômico que tenha excelente tenacidade criogênica. Consequentemente, como um novo material de aço que pode substituir aço criogênico convencional, o uso de uma placa de aço de alto Mn, à qual uma grande quantidade de Mn que é um elemento estabilizante de austenita relativamente econômico é adicionada, foi investigada como aço estrutural para um ambiente criogênico.[0002] When a hot rolled steel plate is used for a liquefied gas storage structure, cryogenic temperatures are encountered in the environment in use. Thus, for cryogenic temperatures, the steel plate is required to have not only strength but also toughness. When hot rolled steel plate is used for storage of liquefied natural gas, for example, excellent toughness at the boiling point of liquefied natural gas of -164°C or less is required. When the low temperature toughness of a steel material is poor, there is a risk of failure to maintain the safety of a cryogenic storage structure. Consequently, there is a high demand for improved low temperature toughness of a steel material to be used. In response to such a demand, 5000 series aluminum alloys, 9% Ni steel, or austenitic stainless steel that includes, as a steel plate microstructure, austenite that does not exhibit brittleness at a cryogenic temperature have been conventionally used. However, since its alloying costs and/or manufacturing costs are high, there is a need for an economical steel material that has excellent cryogenic toughness. Consequently, as a new steel material that can replace conventional cryogenic steel, the use of a high-Mn steel plate, to which a large amount of Mn, which is a relatively inexpensive austenite stabilizing element, is added, has been investigated as structural steel. for a cryogenic environment.
[0003] Enquanto isso, quando o aço austenítico é usado em um ambiente corrosivo, limites de grão de austenita são corroídos e existe um problema em que o craqueamento por corrosão sob tensão tende a surgir sob tensão de tração aplicada. Especialmente, em um estágio de fabricação para uma estrutura de armazenamento de gás liquefeito e semelhantes, uma superfície de base de ferro de uma placa de aço é exposta em alguns casos. Após contato de uma superfície de material de aço com óleo, umidade, e/ou vapor de água contendo uma substância corrosiva, tal como sal, corrosão do material de aço surge. Uma placa de aço de alto Mn que foi convencionalmente investigada tem, em alguns casos, resistência inferior à corrosão à de 9% de aço de Ni e liga de aço baixa comum, sem mencionar o aço inoxidável austenítico. Em reações de corrosão na superfície de uma tal placa de aço de alto Mn, óxidos (ferrugem) são formados pela reação anódica de ferro enquanto hidrogênio é gerado pela reação catódica de umidade, desse modo promovendo craqueamento por corrosão sob tensão devido à fragilização de hidrogênio. Consequente, o craqueamento por corrosão sob tensão pode resultar em quebra de uma estrutura na presença de tensão aplicada no ambiente em uso ou na presença de tensão residual através de dobragem ou soldagem durante a fabricação. Consequentemente, em vista de segurança, é importante ter excelente resistência para craqueamento por corrosão sob tensão, sem mencionar força e tenacidade criogênica de um material de aço a ser usado.[0003] Meanwhile, when austenitic steel is used in a corrosive environment, austenite grain boundaries are eroded and there is a problem that stress corrosion cracking tends to arise under applied tensile stress. Especially, in a manufacturing stage for a liquefied gas storage structure and the like, an iron base surface of a steel plate is exposed in some cases. Upon contact of a surface of steel material with oil, moisture, and/or water vapor containing a corrosive substance such as salt, corrosion of the steel material arises. A high Mn steel plate that has been conventionally investigated has, in some cases, lower corrosion resistance than 9% Ni steel and common low alloy steel, not to mention austenitic stainless steel. In corrosion reactions on the surface of such a high-Mn steel plate, oxides (rust) are formed by the anodic reaction of iron while hydrogen is generated by the cathodic reaction of moisture, thereby promoting stress corrosion cracking due to hydrogen embrittlement. . Consequently, stress corrosion cracking can result in failure of a structure in the presence of applied stress in the environment in use or in the presence of residual stress through bending or welding during fabrication. Consequently, in view of safety, it is important to have excellent resistance to stress corrosion cracking, not to mention strength and cryogenic toughness of a steel material to be used.
[0004] Literatura de Patente 1, por exemplo, divulga um material de aço que tem usinabilidade melhorada e características de impacto de Charpy a -196°C em zonas afetadas pelo calor de solda através de adição de 15 a 35% de Mn, 5% ou menos de Cu, e quantidades apropriadas de C e Cr.[0004] Patent Literature 1, for example, discloses a steel material that has improved machinability and Charpy impact characteristics at -196°C in weld heat affected zones by adding 15 to 35% Mn, 5 % or less Cu, and appropriate amounts of C and Cr.
[0005] Além disso, Literatura de Patente 2 divulga um material de aço de alto Mn que tem tenacidade de baixa temperatura melhorada através de adição de C: 0,25 a 0,75%, Si: 0,05 a 1,0%, Mn: mais do que 20% e 35% ou menos, Ni: 0,1% ou mais e menos do que 7,0%, e Cr: 0,1% ou mais e menos do que 8,0%.[0005] Furthermore, Patent Literature 2 discloses a high Mn steel material which has improved low temperature toughness through addition of C: 0.25 to 0.75%, Si: 0.05 to 1.0% , Mn: more than 20% and 35% or less, Ni: 0.1% or more and less than 7.0%, and Cr: 0.1% or more and less than 8.0%.
[0006] PTL 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Não Examinada (Tradução do Pedido PCT) No 2015-508452[0006] PTL 1: Japanese Unexamined Patent Application Publication (PCT Application Translation) No. 2015-508452
[0007] PTL 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Não Examinada No 2016-84529[0007] PTL 2: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2016-84529
[0008] As placas de aço de alto Mn divulgadas em Literatura de Patente 1 e 2, entretanto, são intencionadas a terem força e tenacidade de baixa temperatura. As características de impacto de Charpy a -196°C em zonas afetadas pelo calor de solda são 60 a 135 J (divulgadas apenas em Literatura de Patente 1). Entretanto, a tenacidade criogênica dos metais de base é ainda insatisfatória sem atingir tanto a tenacidade criogênica quanto a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão.[0008] The high Mn steel plates disclosed in Patent Literature 1 and 2, however, are intended to have low temperature strength and toughness. Charpy impact characteristics at -196°C in weld heat affected zones are 60 to 135 J (disclosed only in Patent Literature 1). However, the cryogenic toughness of base metals is still unsatisfactory without achieving both cryogenic toughness and stress corrosion cracking resistance.
[0009] Em vista do problema acima, um objetivo da presente invenção é fornecer uma placa de aço de alto Mn que tem excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão e tenacidade criogênica e fornecer um método de fabricação para a mesma.[0009] In view of the above problem, an object of the present invention is to provide a high Mn steel plate that has excellent stress corrosion cracking resistance and cryogenic toughness and to provide a manufacturing method for the same.
[0010] Para atingir o objeto acima mencionado, os presentes inventores estudaram intensivamente, para placas de aço de alto Mn, vários fatores que determinam a microestrutura, um método de fabricação, e uma composição de componente de uma placa de aço para assegurar excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão, e encontrar o seguinte.[0010] To achieve the above-mentioned object, the present inventors have intensively studied, for high Mn steel plates, various factors that determine the microstructure, a manufacturing method, and a component composition of a steel plate to ensure excellent strength to stress corrosion cracking, and find the following.
[0011] 1. Para atingir tanto a tenacidade criogênica quanto a excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão, é eficaz diminuir a quantidade de hidrogênio que penetra uma placa de aço através de reações de corrosão. Melhorar a resistência à corrosão de uma superfície de placa de aço em um ambiente de água salgada é essencial. Para este propósito, é importante controlar estritamente a composição de componente de uma placa de aço de alto Mn como uma base. Particularmente, adicionando-se Cr e Ni juntos e controlando apropriadamente as quantidades, a ferrugem formada no estágio inicial de reações de corrosão em uma superfície de placa de aço se torna fino. Além disso, retardando-se as reações de corrosão subsequentes, a quantidade de hidrogênio que penetra o aço pode ser diminuída.[0011] 1. To achieve both cryogenic toughness and excellent resistance to stress corrosion cracking, it is effective to decrease the amount of hydrogen penetrating a steel plate through corrosion reactions. Improving the corrosion resistance of a steel plate surface in a saltwater environment is essential. For this purpose, it is important to strictly control the component composition of a high Mn steel plate as a base. In particular, by adding Cr and Ni together and properly controlling the amounts, the rust formed in the early stage of corrosion reactions on a steel plate surface becomes thin. Furthermore, by delaying subsequent corrosion reactions, the amount of hydrogen penetrating the steel can be decreased.
[0012] 2. Além disso, constatou-se que controlando estritamente a microestrutura perto de uma superfície de placa de aço também é eficaz para melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão. Em outras palavras, para melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão, é importante que 25 % ou mais de austenita, em razão de área, tenha um diâmetro de círculo equivalente de 10 μm ou mais e uma razão de aspecto de um eixo maior para um eixo menor de 3 ou mais. Isto é presumivelmente porque o hidrogênio que penetrou uma placa de aço através de reações de corrosão é preso dentro de grãos de austenita não recristalizada, e consequentemente, a quantidade de hidrogênio nos limites de grão de austenita é diminuída relativamente, desse modo, diminuindo a suscetibilidade de limites de grão de austenita para craqueamento por corrosão sob tensão.[0012] 2. Furthermore, it has been found that strictly controlling the microstructure near a steel plate surface is also effective in improving resistance to stress corrosion cracking. In other words, to improve stress corrosion cracking resistance, it is important that 25% or more of austenite, by area ratio, has an equivalent circle diameter of 10 μm or more and an aspect ratio of one major axis for a minor axis of 3 or more. This is presumably because hydrogen that has penetrated a steel plate through corrosion reactions is trapped within grains of non-recrystallized austenite, and consequently, the amount of hydrogen at austenite grain boundaries is decreased relatively, thereby decreasing the susceptibility of austenite grain limits for stress corrosion cracking.
[0013] 3. Além do descrito acima 1 e 2, um carbureto, um nitreto e um carbonitreto de complexo de Nb, V e/ou Ti em uma placa de aço pode ainda melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão através de controle apropriado de seu estado disperso. Um tal carbureto, nitreto e carbonitreto de complexo de Nb, V e/ou Ti age como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível em uma placa de aço. Em outras palavras, o carbureto, nitreto e carbonitreto de complexo age como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível gerados através de reações de corrosão de um material de aço e têm um efeito de suprimir o craqueamento por corrosão sob tensão. O estado disperso de um carbureto, um nitreto e um carbonitreto de Nb, V e/ou Ti dentro de austenita é afetado, por exemplo, por condições de aquecimento, laminação e resfriamento em uma etapa de laminação a quente. Consequentemente, é importante controlar essas condições de fabricação.[0013] 3. In addition to the above described 1 and 2, a carbide, a nitride and a carbonitride complex of Nb, V and/or Ti in a steel plate can further improve the resistance to stress corrosion cracking through control appropriate from its dispersed state. Such a Nb, V and/or Ti complex carbide, nitride and carbonitride act as diffusible hydrogen trapping sites in a steel plate. In other words, complex carbide, nitride and carbonitride act as trapping sites of diffusible hydrogen generated through corrosion reactions of a steel material and have an effect of suppressing stress corrosion cracking. The dispersed state of a carbide, a nitride and a carbonitride of Nb, V and/or Ti within austenite is affected, for example, by heating, rolling and cooling conditions in a hot rolling step. Consequently, it is important to control these manufacturing conditions.
[0014] 4. Além disso, para suprimir eficazmente a fratura intergranular de austenita, as medições para melhorar força limite de grão são eficazes. P é um elemento que tende a sofrer cossegregação com Mn em um processo de solidificação de lingotes e diminui a força de limites de grão que atravessam zonas de microssegregação. Consequentemente, é necessário diminuir impurezas, tal como P.[0014] 4. In addition, to effectively suppress the intergranular fracture of austenite, measurements to improve grain boundary strength are effective. P is an element that tends to undergo cosegregation with Mn in an ingot solidification process and decreases the strength of grain boundaries that cross zones of microsegregation. Consequently, it is necessary to decrease impurities such as P.
[0015] A presente invenção foi feita na base das constatações descritas acima e ainda mais investigação adicional e é resumida como a seguir.[0015] The present invention was made on the basis of the findings described above and further further investigation and is summarized as follows.
[0016] [1] Uma placa de aço de alto Mn que tem uma composição de componente contendo, % em massa, C: 0,20 a 0,70%, Si: 0,05 a 1,0%, Mn: 15 a 30%, P: 0,028% ou menos, S: 0,02% ou menos, Al: 0,01 a 0,1%, Cr: 0,5 a 7,0%, Ni: 0,03 a 0,30%, N: 0,0010 a 0,0200%, e um ou dois ou mais de Nb: 0,003 a 0,030%, V: 0,03 a 0,10%, e Ti: 0,003 a 0,040%, com o equilíbrio sendo Fe e impurezas acidentais, em que: uma microestrutura de 0,5 mm sob uma superfície da placa de aço inclui austenita como uma fase de base; e 25% ou mais da austenita, em razão de área, tem um diâmetro de círculo equivalente de 10 μm ou mais e uma razão de aspecto de um eixo maior para um eixo menor de 3 ou mais.[0016] [1] A high-Mn steel plate that has a component composition containing, % by mass, C: 0.20 to 0.70%, Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 15 to 30%, P: 0.028% or less, S: 0.02% or less, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.5 to 7.0%, Ni: 0.03 to 0. 30%, N: 0.0010 to 0.0200%, and one or two or more of Nb: 0.003 to 0.030%, V: 0.03 to 0.10%, and Ti: 0.003 to 0.040%, with the balance being Fe and incidental impurities, wherein: a 0.5 mm microstructure under a surface of the steel plate includes austenite as a base phase; and 25% or more of the austenite, by area ratio, has an equivalent circle diameter of 10 µm or more and an aspect ratio of 1 major axis to a minor axis of 3 or more.
[0017] [2] A placa de aço de alto Mn de acordo com [1], em que a composição de componente contém ainda um elemento em pelo menos um grupo selecionado a partir do seguinte grupo A ou B.[0017] [2] The high-Mn steel plate according to [1], wherein the component composition further contains an element in at least one group selected from the following group A or B.
[0018] Grupo A: um ou dois, % em massa, selecionado de Mo: 0,05 a 2,0% e W: 0,05 a 2,0%[0018] Group A: one or two, % by mass, selected from Mo: 0.05 to 2.0% and W: 0.05 to 2.0%
[0019] Grupo B: um ou dois ou mais, % em massa, selecionado a partir de Ca: 0,0005 a 0,0050%, Mg: 0,0005 a 0,0050%, e REM: 0,0010 a 0,0200%.[0019] Group B: one or two or more, % by mass, selected from Ca: 0.0005 to 0.0050%, Mg: 0.0005 to 0.0050%, and REM: 0.0010 to 0 .0200%.
[0020] [3] A placa de aço de alto Mn de acordo com [1] ou [2], em que a microestrutura de 0,5 mm sob a superfície da placa de aço ainda inclui um número total de 2x102/mm2 ou mais de um carbureto, um nitreto e um carbonitreto, o carbureto, o nitreto e o carbonitreto contendo um ou dois ou mais de Nb, V e Ti e que tem um diâmetro de círculo equivalente de 0,01 a 0,5 μm.[0020] [3] The high Mn steel plate according to [1] or [2], wherein the microstructure of 0.5 mm under the surface of the steel plate still includes a total number of 2x102/mm2 or more than one carbide, nitride and carbonitride, the carbide, nitride and carbonitride containing one or two or more of Nb, V and Ti and having an equivalent circle diameter of 0.01 to 0.5 μm.
[0021] [4] Um método de fabricação para uma placa de aço de alto Mn, que inclui: aquecimento de aço que tem a composição de componente de acordo com qualquer um de [1] a [3] a uma faixa de temperatura de (Tx-50) °C ou maior e (Tx+200) °C ou menor como uma temperatura de superfície do aço para qualquer um ou mais de Tx (°C) definido por qualquer uma de fórmula (1) a (3) quando Tx (x = Nb, V ou Ti) é definido a uma temperatura representada por qualquer uma da fórmula (1) a (3); laminação a quente a uma temperatura de acabamento de 750°C ou maior e 1.000°C ou menos para produzir uma placa de aço; e subsequentemente resfriamento a uma taxa de resfriamento média de 1,0°C/s ou mais na superfície da placa de aço a 650°C a partir de uma temperatura de menos de (temperatura de acabamento -50°C) ou uma temperatura inicial de resfriamento. TNb (°C) = 7.500/[3,0-log10([% de Nb] x [% de C])]- 273 (1) TV (°C) = 10.800/[7,2-log10([% de V] x [% de C])]- 273 (2) TTi (°C) = 7.000/[2,8-log10([% de Ti] x [% de C])]- 273 (3)[0021] [4] A manufacturing method for a high Mn steel plate, which includes: heating steel having the component composition according to any one of [1] to [3] to a temperature range of (Tx-50) °C or greater and (Tx+200) °C or less as a steel surface temperature for any one or more of Tx (°C) defined by any one of formula (1) to (3) when Tx (x = Nb, V or Ti) is defined at a temperature represented by any one of formulas (1) to (3); hot rolling at a finishing temperature of 750°C or greater and 1000°C or less to produce a steel plate; and subsequently cooling at an average cooling rate of 1.0°C/s or more on the surface of the steel plate at 650°C from a temperature of minus (finish temperature -50°C) or an initial temperature of cooling. TNb (°C) = 7,500/[3.0-log10([% of Nb] x [% of C])]- 273 (1) TV (°C) = 10,800/[7.2-log10([% of V] x [% of C])]- 273 (2) TTi (°C) = 7,000/[2.8-log10([% of Ti] x [% of C])]- 273 (3)
[0022] em que: [% de Nb], [% de V], [% de Ti] e [% de C] representam o conteúdo (% em massa) de Nb, V, Ti e C, respectivamente, em aço; e quando um elemento não está contido, o cálculo é realizado ajustando-se o símbolo atômico correspondente na fórmula para 0.[0022] where: [% of Nb], [% of V], [% of Ti] and [% of C] represent the content (% by mass) of Nb, V, Ti and C, respectively, in steel ; and when an element is not contained, the calculation is performed by setting the corresponding atomic symbol in the formula to 0.
[0023] Na presente invenção, “alta força” significa a força de 400 MPa ou maior em limite de elasticidade. Além disso, na presente invenção, a “tenacidade criogênica” significa tenacidade de baixa temperatura, em outras palavras, uma energia absorvida vE-196 em um teste de impacto de Charpy a -196°C de 50 J ou maior. Além disso, na presente invenção, “excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão” significa uma tensão de fratura de 500 MPa ou maior quando um teste de acordo com um método de teste de taxa de deformação lenta com base em Padrão TM0111-2011 NACE é realizado imergindo-se em água do mar artificial (concentração de íon de cloreto de 18.000 ppm) a 23°C e que realiza um ensaio de tração de taxa constante a uma taxa de deformação de 4 x 10-7 polegada/segundo.[0023] In the present invention, "high strength" means the strength of 400 MPa or greater in yield strength. Furthermore, in the present invention, the "cryogenic toughness" means low temperature toughness, in other words, an energy absorbed vE-196 in a Charpy impact test at -196°C of 50 J or greater. Furthermore, in the present invention, "excellent stress corrosion cracking resistance" means a fracture stress of 500 MPa or greater when tested in accordance with a slow strain rate test method based on NACE Standard TM0111-2011 is performed by immersing in artificial seawater (18,000 ppm chloride ion concentration) at 23°C and performing a constant rate tensile test at a strain rate of 4 x 10-7 inch/second.
[0024] De acordo com a presente invenção, uma placa de aço de alto Mn que tem excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão e tenacidade criogênica é obtida. Uma placa de aço de alto Mn da presente invenção contribui grandemente para segurança melhorada e tempo de vida de estruturas de aço usadas em um ambiente criogênico, tal como tanques de armazenamento de gás liquefeito, e exerce efeitos industrialmente notáveis. Além disso, a placa de aço de alto Mn tem excelente eficiência econômica sem causar diminuição de produtividade ou aumento de custos de fabricação.[0024] According to the present invention, a high Mn steel plate which has excellent resistance to stress corrosion cracking and cryogenic toughness is obtained. A high Mn steel plate of the present invention greatly contributes to improved safety and lifetime of steel structures used in a cryogenic environment, such as liquefied gas storage tanks, and exerts industrially remarkable effects. In addition, the high-Mn steel plate has excellent economic efficiency without causing a decrease in productivity or an increase in manufacturing costs.
[0025] Em seguida, as modalidades da presente invenção serão descritas. A presente invenção, entretanto, não está limitada às seguintes modalidades.[0025] Next, the embodiments of the present invention will be described. The present invention, however, is not limited to the following embodiments.
[0026] Primeiro, a composição de componente de uma placa de aço da presente invenção e razões para limitar a composição de componente serão descritas. Na presente invenção, para garantir excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão, a composição de componente de uma placa de aço é especificada como a seguir. Aqui, o símbolo % que representa a composição de componente significa % em massa a menos que de outro modo indicado.[0026] First, the component composition of a steel plate of the present invention and reasons for limiting the component composition will be described. In the present invention, to ensure excellent resistance to stress corrosion cracking, the component composition of a steel plate is specified as follows. Here, the symbol % representing component composition means % by mass unless otherwise indicated.
[0027] C: 0,20 a 0,70%[0027] C: 0.20 to 0.70%
[0028] C é um elemento estabilizante de austenita barato e um importante elemento para obter austenita. Para atingir um tal efeito, o teor de C de 0,20% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor excede 0,70%, carbureto de Cr e um carbureto com base em Nb-, V- e/ou Ti são formados excessivamente, desse modo, prejudicando a tenacidade de baixa temperatura e a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão. Consequentemente, C é definido a 0,20 a 0,70%, preferencialmente 0,25% ou mais e 0,60% ou menos, e mais preferencialmente 0,30% ou mais e 0,55% ou menos.[0028] C is a cheap austenite stabilizing element and an important element to obtain austenite. To achieve such an effect, a C content of 0.20% or more is required. Meanwhile, when the content exceeds 0.70%, Cr carbide and a carbide based on Nb-, V- and/or Ti are excessively formed, thereby impairing low temperature toughness and corrosion cracking resistance. under tension. Accordingly, C is defined at 0.20 to 0.70%, preferably 0.25% or more and 0.60% or less, and more preferably 0.30% or more and 0.55% or less.
[0029] Si: 0,05 a 1,0%[0029] Si: 0.05 to 1.0%
[0030] Si é essencial em fabricar aço devido a sua ação como um agente desoxidante e ainda tem um efeito de aumentar a força de uma placa de aço por fortalecimento de solução sólida através de dissolução em aço. Para obter um tal efeito, o teor de Si de 0,05% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor excede 1,0%, a soldabilidade deteriora e a resistência de SCC também é afetada. Consequentemente, o Si é definido a 0,05 a 1,0%, preferencialmente 0,07% ou mais e 0,50% ou menos, e mais preferencialmente 0,15% ou mais e 0,45% ou menos.[0030] Si is essential in making steel due to its action as a deoxidizing agent and even has an effect of increasing the strength of a steel plate by solid solution strengthening through dissolving in steel. To obtain such an effect, Si content of 0.05% or more is required. Meanwhile, when the content exceeds 1.0%, the weldability deteriorates and the SCC strength is also affected. Accordingly, Si is defined at 0.05 to 1.0%, preferably 0.07% or more and 0.50% or less, and more preferably 0.15% or more and 0.45% or less.
[0031] Mn: 15 a 30%[0031] Mn: 15 to 30%
[0032] Mn é um elemento estabilizante de austenita relativamente barato. Na presente invenção, Mn é um importante elemento para atingir tanto a força quanto a tenacidade criogênica. Para obter um tal efeito, o teor de Mn de 15% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor excede 30%, um efeito de melhorar os níveis de tenacidade criogênica fora e aumentar resultados de custos de liga. Além disso, a soldabilidade e propriedades de corte deterioram. Além disso, a segregação é promovida, e a ocorrência de craqueamento por corrosão sob tensão é assim promovida. Consequentemente, Mn é definido a 15 a 30%, preferencialmente 18% ou mais e 28% ou menos, e mais preferencialmente 20% ou mais e 27% ou menos.[0032] Mn is a relatively inexpensive austenite stabilizing element. In the present invention, Mn is an important element in achieving both strength and cryogenic toughness. To obtain such an effect, Mn content of 15% or more is required. Meanwhile, when the content exceeds 30%, an effect of improving cryogenic toughness levels outside and increasing alloy cost results. Furthermore, weldability and cutting properties deteriorate. Furthermore, segregation is promoted, and the occurrence of stress corrosion cracking is thereby promoted. Accordingly, Mn is set to 15 to 30%, preferably 18% or more and 28% or less, and more preferably 20% or more and 27% or less.
[0033] P: 0,028% ou menos[0033] P: 0.028% or less
[0034] Quando o teor de P excede 0,028 %, P é segregado a limites de grão e se torna locais de iniciação de craqueamento por corrosão sob tensão. Consequentemente, o limite superior é definido a 0,028% e P é desejavelmente diminuído tanto quanto possível. P é assim definido a 0,028% ou menos. Enquanto isso, uma diminuição excessiva em P resulta em custos de refinamento crescentes e desvantagens econômicas. Consequentemente, P é desejavelmente definido a 0,002% ou mais. Preferencialmente, P é definido a 0,005% ou mais e 0,024% ou menos.[0034] When the P content exceeds 0.028%, P is segregated to grain boundaries and becomes sites of stress corrosion cracking initiation. Consequently, the upper limit is set at 0.028% and P is desirably lowered as much as possible. P is thus defined at 0.028% or less. Meanwhile, an excessive decrease in P results in increasing refinement costs and economic disadvantages. Consequently, P is desirably set to 0.002% or greater. Preferably, P is set to 0.005% or greater and 0.024% or less.
[0035] S: 0,02% ou menos[0035] S: 0.02% or less
[0036] Visto que, S prejudica a tenacidade de baixa temperatura e ductilidade de um metal de base, o limite superior é definido a 0,02% e S é desejavelmente diminuído tanto quanto possível. Consequentemente, S é definido a 0,02% ou menos. Enquanto isso, uma diminuição excessiva em S resulta em custos de refinamento crescentes e desvantagens econômicas. Consequentemente, S é definido a desejavelmente 0,001% ou mais e preferencialmente 0,002% ou mais. S é definido a preferencialmente 0,018% ou menos e mais preferencialmente 0,010% ou menos.[0036] Since, S impairs the low temperature toughness and ductility of a base metal, the upper limit is set at 0.02% and S is desirably decreased as much as possible. Consequently, S is set to 0.02% or less. Meanwhile, an excessive decrease in S results in increasing refinement costs and economic disadvantages. Accordingly, S is set to desirably 0.001% or more and preferably 0.002% or more. S is defined at preferably 0.018% or less and more preferably 0.010% or less.
[0037] Al: 0,01 a 0,1%[0037] Al: 0.01 to 0.1%
[0038] Al age como um agente desoxidante e é mais amplamente usado em um processo de desoxidação de aço fundido para placas de aço. Além disso, Al tem um efeito de suprimir o engrossamento de grãos cristalinos fixando-se N dissolvido em aço para formar AlN. Junto com um tal efeito, Al também tem um efeito de suprimir a deterioração em tenacidade devido a uma diminuição em N dissolvido. Para obter tais efeitos, o teor de Al de 0,01% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor de Al excede 0,1%, Al é misturado em uma porção de metal de solda durante a soldagem, desse modo, prejudicando a tenacidade do metal de solda. Al é assim definido a 0,1% ou menos. Consequentemente, Al é definido a 0,01 a 0,1% e preferencialmente 0,02% ou mais e 0,07% ou menos.[0038] Al acts as a deoxidizing agent and is most widely used in a molten steel deoxidation process for steel plates. Furthermore, Al has an effect of suppressing the thickening of crystalline grains by fixing dissolved N in steel to form AlN. Along with such an effect, Al also has an effect of suppressing the deterioration in toughness due to a decrease in dissolved N. To obtain such effects, Al content of 0.01% or more is required. Meanwhile, when the Al content exceeds 0.1%, Al is mixed into a portion of the weld metal during welding, thereby impairing the toughness of the weld metal. Al is thus defined at 0.1% or less. Accordingly, Al is defined at 0.01 to 0.1% and preferably 0.02% or more and 0.07% or less.
[0039] Cr: 0,5 a 7,0%[0039] Cr: 0.5 to 7.0%
[0040] Cr é um elemento eficaz para estabilizar austenita através de sua adição em uma quantidade apropriada e para melhorar a tenacidade criogênica e força de metal de base. Além disso, na presente invenção, Cr é um importante elemento que aumenta a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão através de uma quantidade diminuída de hidrogênio que penetra uma placa de aço através de seu efeito de formar estreitamente ferrugem em uma superfície de metal de base em um ambiente de água salgada. Para obter tais efeitos, o teor de Cr de 0,5% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor excede 7,0%, tenacidade de baixa temperatura e resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão deteriora devido a formação de carbureto de Cr. Cr é assim definido a 0,5 a 7,0%. Cr é definido a preferencialmente 1,0% ou mais, mais preferencialmente 1,2% ou mais, e ainda preferencialmente 2,5% ou mais. Enquanto isso, Cr é definido a preferencialmente 6,0% ou menos, mais preferencialmente 5,7% ou menos, e ainda preferencialmente 5,5% ou menos.[0040] Cr is an effective element to stabilize austenite through its addition in an appropriate amount and to improve the cryogenic toughness and strength of base metal. Furthermore, in the present invention, Cr is an important element that increases resistance to stress corrosion cracking through a decreased amount of hydrogen penetrating a steel plate through its effect of closely forming rust on a base metal surface. in a saltwater environment. To obtain such effects, a Cr content of 0.5% or more is required. Meanwhile, when the content exceeds 7.0%, low temperature toughness and stress corrosion cracking resistance deteriorate due to formation of Cr carbide. Cr is thus defined at 0.5 to 7.0%. Cr is defined as preferably 1.0% or more, more preferably 1.2% or more, and most preferably 2.5% or more. Meanwhile, Cr is defined at preferably 6.0% or less, more preferably 5.7% or less, and most preferably 5.5% or less.
[0041] Ni: 0,03 a 0,30%[0041] Ni: 0.03 to 0.30%
[0042] Ni é um elemento estabilizante de austenita representativo e é um elemento eficaz para melhorar a tenacidade criogênica e a força de metal de base. Além disso, na presente invenção, Ni é um importante elemento que aumenta a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão através de uma quantidade de hidrogênio diminuída que penetra uma placa de aço através de seu efeito de formar estreitamente ferrugem em uma superfície de metal de base em um ambiente de água salgada. Para obter tais efeitos, o teor de Ni de 0,03% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor excede 0,30%, os custos de liga aumentam, e além disso, um efeito de melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob níveis de tensão fora. Ni é assim definido a 0,03 a 0,30%. Preferencialmente, Ni é definido a 0,25% ou menos e 0,04% ou mais. Mais preferencialmente, Ni é definido a 0,23% ou menos e 0,05% ou mais. Além disso, preferencialmente, Ni é definido a 0,21% ou menos.[0042] Ni is a representative austenite stabilizing element and is an effective element for improving the cryogenic toughness and strength of base metal. Furthermore, in the present invention, Ni is an important element that increases resistance to stress corrosion cracking through a decreased amount of hydrogen penetrating a steel plate through its effect of closely forming rust on a base metal surface. in a saltwater environment. To obtain such effects, Ni content of 0.03% or more is required. Meanwhile, when the grade exceeds 0.30%, alloy costs increase, and in addition, an effect of improving corrosion cracking resistance under stress levels outside. Ni is thus defined at 0.03 to 0.30%. Preferably, Ni is defined at 0.25% or less and 0.04% or more. More preferably, Ni is defined at 0.23% or less and 0.05% or more. Furthermore, preferably, Ni is defined at 0.21% or less.
[0043] N: 0,0010 a 0,0200%[0043] N: 0.0010 to 0.0200%
[0044] N é um elemento estabilizante de austenita e é um elemento eficaz para melhorar a tenacidade criogênica. Além disso, N tem um efeito de suprimir o craqueamento por corrosão sob tensão como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível através de ligação com Nb, V e/ou Ti para precipitar como um nitreto ou um carbonitreto. Para obter tais efeitos, o teor de N de 0,0010% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor excede 0,0200%, um tal nitreto ou um carbonitreto engrossa, desse modo, prejudicando a tenacidade. Consequentemente, N é definido a 0,0010 a 0,0200%. Preferencialmente, N é definido a 0,0020% ou mais e 0,0150% ou menos. Mais preferencialmente, N é definido a 0,0030% ou mais e 0,0170% ou menos.[0044] N is an austenite stabilizing element and is an effective element for improving cryogenic toughness. Furthermore, N has an effect of suppressing stress corrosion cracking as diffusible hydrogen entrapment sites through bonding with Nb, V and/or Ti to precipitate as a nitride or a carbonitride. To obtain such effects, N content of 0.0010% or more is required. Meanwhile, when the content exceeds 0.0200%, such a nitride or a carbonitride thickens, thereby impairing toughness. Consequently, N is set to 0.0010 to 0.0200%. Preferably, N is defined at 0.0020% or greater and 0.0150% or less. More preferably, N is defined at 0.0030% or greater and 0.0170% or less.
[0045] Um ou dois ou Mais de Nb: 0,003 a 0,030%, V: 0,03 a 0,10%, e Ti: 0,003 a 0,040%[0045] One or Two or More of Nb: 0.003 to 0.030%, V: 0.03 to 0.10%, and Ti: 0.003 to 0.040%
[0046] Nb: 0,003 a 0,030%[0046] Nb: 0.003 to 0.030%
[0047] Nb é um elemento que tem um efeito de suprimir o craqueamento por corrosão sob tensão através de precipitação como um carbonitreto (que inclui um carbureto), que é eficaz como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível. Para obter um tal efeito, o teor de Nb de 0,003% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor de Nb excede 0,030%, um carbonitreto grosso é precipitado e se torna a origem de quebra em alguns casos. Além disso, os precipitados grossos prejudicam a tenacidade de metal de base em alguns casos. Consequentemente, se contido, Nb é definido a 0,003 a 0,030%. Nb é definido a preferencialmente 0,005% ou mais e mais preferencialmente 0,007% ou mais. Enquanto isso, Nb é definido a preferencialmente 0,025% ou menos e mais preferencialmente 0,022% ou menos.[0047] Nb is an element that has an effect of suppressing stress corrosion cracking through precipitation as a carbonitride (which includes a carbide), which is effective as trapping sites of diffusible hydrogen. To obtain such an effect, Nb content of 0.003% or more is required. Meanwhile, when the Nb content exceeds 0.030%, a coarse carbonitride is precipitated and becomes the source of cracking in some cases. Furthermore, coarse precipitates degrade the toughness of the base metal in some cases. Consequently, if contained, Nb is defined at 0.003 to 0.030%. Nb is defined as preferably 0.005% or more and more preferably 0.007% or more. Meanwhile, Nb is defined at preferably 0.025% or less and more preferably 0.022% or less.
[0048] V: 0,03 a 0,10%[0048] V: 0.03 to 0.10%
[0049] V é um elemento que tem um efeito de suprimir o craqueamento por corrosão sob tensão através de precipitação como um carbonitreto, que é eficaz como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível. Para obter um tal efeito, o teor de V de 0,03% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor de V excede 0,10%, um carbonitreto grosso é precipitado e se torna a origem de quebra em alguns casos. Além disso, os precipitados grossos prejudicam a tenacidade de metal de base em alguns casos. Consequentemente, se contido, V é definido a 0,03 a 0,10%. V é definido a preferencialmente 0,04% ou mais e mais preferencialmente 0,05% ou mais. Enquanto isso, V é definido a preferencialmente 0,09% ou menos, mais preferencialmente 0,08% ou menos, e ainda preferencialmente 0,07% ou menos.[0049] V is an element that has an effect of suppressing stress corrosion cracking through precipitation as a carbonitride, which is effective as trapping sites of diffusible hydrogen. To obtain such an effect, a V content of 0.03% or more is required. Meanwhile, when the V content exceeds 0.10%, a coarse carbonitride is precipitated and becomes the source of cracking in some cases. Furthermore, coarse precipitates degrade the toughness of the base metal in some cases. Consequently, if contained, V is set to 0.03 to 0.10%. V is defined at preferably 0.04% or more and more preferably 0.05% or more. Meanwhile, V is set to preferably 0.09% or less, more preferably 0.08% or less, and most preferably 0.07% or less.
[0050] Ti: 0,003 a 0,040%[0050] Ti: 0.003 to 0.040%
[0051] Ti é um elemento que tem um efeito de suprimir o craqueamento por corrosão sob tensão através de precipitação como um nitreto ou um carbonitreto, que é eficaz como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível. Para obter um tal efeito, o teor de Ti de 0,003% ou mais é necessário. Enquanto isso, quando o teor de Ti excede 0,040%, um precipitado engrossa, desse modo, prejudicando a tenacidade de metal de base em alguns casos. Além disso, um carbonitreto grosso é precipitado e se torna a origem de quebra em alguns casos. Consequentemente, se contido, Ti é definido a 0,003 a 0,040%. Ti é definido a preferencialmente 0,005% ou mais e mais preferencialmente 0,007% ou mais. Enquanto isso, Ti é definido a preferencialmente 0,035% ou menos e mais preferencialmente 0,032% ou menos.[0051] Ti is an element that has an effect of suppressing stress corrosion cracking through precipitation as a nitride or a carbonitride, which is effective as trapping sites of diffusible hydrogen. To obtain such an effect, Ti content of 0.003% or more is required. Meanwhile, when the Ti content exceeds 0.040%, a precipitate thickens, thereby impairing the toughness of the base metal in some cases. Furthermore, a coarse carbonitride is precipitated and becomes the source of breakage in some cases. Consequently, if contained, Ti is set at 0.003 to 0.040%. Ti is defined at preferably 0.005% or more and more preferably 0.007% or more. Meanwhile, Ti is set to preferably 0.035% or less and more preferably 0.032% or less.
[0052] O equilíbrio é ferro e impurezas acidentais. Exemplos das impurezas acidentais incluem O e H, e o total de 0,01% ou menos é tolerável.[0052] The balance is iron and accidental impurities. Examples of incidental impurities include O and H, and a total of 0.01% or less is tolerable.
[0053] Além disso, em vista da deterioração em tenacidade de baixa temperatura, O e S são preferencialmente especificados como a seguir.[0053] Furthermore, in view of the deterioration in toughness from low temperature, O and S are preferably specified as follows.
[0054] O: 0,0005 a 0,0070%[0054] O: 0.0005 to 0.0070%
[0055] Quando o teor de O excede 0,0070%, inclusões grossas são formadas com Al, desse modo, prejudicando a tenacidade de baixa temperatura. Consequentemente, o limite superior é definido a 0,0070% e O é desejavelmente diminuído tanto quanto possível. Preferencialmente, O é definido a 0,0060% ou menos. Enquanto isso, uma diminuição excessiva em O resulta em custos de refinamento crescentes e desvantagens econômicas. Consequentemente, O é definido a 0,0005% ou mais e preferencialmente 0,0008% ou mais.[0055] When the O content exceeds 0.0070%, coarse inclusions are formed with Al, thereby impairing low-temperature toughness. Consequently, the upper limit is set at 0.0070% and O is desirably lowered as much as possible. Preferably, O is set to 0.0060% or less. Meanwhile, an excessive decrease in O results in increasing refinement costs and economic disadvantages. Accordingly, O is set to 0.0005% or more and preferably 0.0008% or more.
[0056] O/S < 1[0056] O/S < 1
[0057] O equilíbrio de O e S aumenta a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão através de formação de, junto com Al, Ti e Mn, um óxido, um sulfeto, e um complexo precipitado do mesmo, que eficazmente age como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível. Para obter um tal efeito, O/S é definido a menos do que 1. Quando O/S é 1 ou mais, existe um risco de formação de um oxissulfureto grosso, desse modo, prejudicando a tenacidade de baixa temperatura. Consequentemente, na presente invenção, O/S é definido a menos do que 1 para garantir a tenacidade de baixa temperatura.[0057] The balance of O and S increases resistance to stress corrosion cracking through the formation of, together with Al, Ti and Mn, an oxide, a sulfide, and a precipitated complex thereof, which effectively act as sites of diffusible hydrogen entrapment. To obtain such an effect, O/S is set to less than 1. When O/S is 1 or more, there is a risk of forming a thick oxysulfide, thereby impairing low-temperature toughness. Consequently, in the present invention, O/S is set to less than 1 to ensure low temperature toughness.
[0058] As características intencionadas a obter pela presente invenção podem ser obtidas a partir dos elementos essenciais descritos acima. Na presente invenção, para melhorar ainda mais a força e a tenacidade de baixa temperatura, os seguintes elementos podem ser contidos como necessário, além dos elementos essenciais descritos acima.[0058] The characteristics intended to be obtained by the present invention can be obtained from the essential elements described above. In the present invention, to further improve low temperature strength and toughness, the following elements may be contained as necessary in addition to the essential elements described above.
[0059] Um ou dois de Mo: 0,05 a 2,0% e W: 0,05 a 2,0%[0059] One or two of Mo: 0.05 to 2.0% and W: 0.05 to 2.0%
[0060] Mo: 0,05 a 2,0%[0060] Mo: 0.05 to 2.0%
[0061] Mo é um elemento útil para aumentar a força de um metal de base e pode ser contido como necessário. Para obter um tal efeito, Mo é preferencialmente contido a 0,05% ou mais. Enquanto isso, o teor que excede 2,0% afeta adversamente a tenacidade e a resistência ao craqueamento de solda em alguns casos. Mo é assim preferencialmente definido a 2,0% ou menos. Consequentemente, se contido, Mo é definido a 0,05 a 2,0%. Mais preferencialmente, Mo é definido a 0,07% ou mais e 1,7% ou menos.[0061] Mo is a useful element for increasing the strength of a base metal and can be contained as needed. To obtain such an effect, Mo is preferably contained at 0.05% or more. Meanwhile, the content exceeding 2.0% adversely affects the toughness and cracking strength of solder in some cases. Mo is thus preferably set to 2.0% or less. Consequently, if contained, Mo is set at 0.05 to 2.0%. More preferably, Mo is defined at 0.07% or greater and 1.7% or less.
[0062] W: 0,05 a 2,0%[0062] W: 0.05 to 2.0%
[0063] W é um elemento útil para aumentar a força de um metal de base e pode ser contido como necessário. Para obter um tal efeito, W é preferencialmente contido a 0,05% ou mais. Enquanto isso, o teor que excede 2,0% afeta adversamente a tenacidade e a resistência ao craqueamento de solda em alguns casos. W é assim preferencialmente definido a 2,0% ou menos. Consequentemente, se contido, W é definido a 0,05 a 2,0%. Mais preferencialmente, W é definido a 0,07% ou mais e 1,5% ou menos.[0063] W is a useful element for increasing the strength of a base metal and can be contained as needed. To obtain such an effect, W is preferably contained at 0.05% or more. Meanwhile, the content exceeding 2.0% adversely affects the toughness and cracking strength of solder in some cases. W is thus preferably set to 2.0% or less. Consequently, if contained, W is set to 0.05 to 2.0%. More preferably, W is set to 0.07% or greater and 1.5% or less.
[0064] Um ou dois ou Mais de Ca: 0,0005 a 0,0050 %, Mg: 0,0005 a 0,0050%, e REM: 0,0010 a 0,0200%[0064] One or Two or More of Ca: 0.0005 to 0.0050%, Mg: 0.0005 to 0.0050%, and REM: 0.0010 to 0.0200%
[0065] Ca: 0,0005 a 0,0050%[0065] Ca: 0.0005 to 0.0050%
[0066] Ca é um elemento útil para controle de morfologia de uma inclusão e pode ser contido como necessário. O controle de morfologia de uma inclusão aqui significa fazer uma inclusão de sulfeto alongada em uma inclusão granular. Através de tal controle de morfologia de uma inclusão, ductilidade, tenacidade e resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão de sulfeto são melhoradas. Para obter um tal efeito, Ca é preferencialmente contido a 0,0005% ou mais. Enquanto isso, quando o teor excede 0,0050%, a quantidade de inclusões de não metal aumenta. Consequentemente, ductilidade, tenacidade e resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão de sulfeto deteriora bastante em alguns casos. Além disso, as desvantagens econômicas resultam em alguns casos. Consequentemente, se contido, Ca é definido a 0,0005 a 0,0050%. Mais preferencialmente, Ca é definido a 0,0010% ou mais e 0,0040% ou menos.[0066] Ca is a useful element for controlling the morphology of an inclusion and can be contained as needed. Controlling the morphology of an inclusion here means making an elongated sulfide inclusion in a granular inclusion. Through such control of the morphology of an inclusion, ductility, toughness and resistance to sulfide stress corrosion cracking are improved. To obtain such an effect, Ca is preferably contained at 0.0005% or more. Meanwhile, when the content exceeds 0.0050%, the amount of non-metal inclusions increases. Consequently, ductility, toughness and resistance to cracking by sulfide stress corrosion cracking deteriorates greatly in some cases. In addition, economic disadvantages result in some cases. Consequently, if contained, Ca is defined at 0.0005 to 0.0050%. More preferably, Ca is defined at 0.0010% or greater and 0.0040% or less.
[0067] Mg: 0,0005 a 0,0050%[0067] Mg: 0.0005 to 0.0050%
[0068] Mg é útil como um elemento que contribui para melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão de sulfeto e pode ser contido como necessário. Para obter um tal efeito, Mg é preferencialmente contido a 0,0005% ou mais. Enquanto isso, quando o teor excede 0,0050%, os níveis de efeito mencionados acima fora e o efeito proporcional com o teor não pode ser esperado em alguns casos. Além disso, as desvantagens econômicas resultam em alguns casos. Consequentemente, se contido, Mg é definido a 0,0005 a 0,0050%. Mais preferencialmente, Mg é definido a 0,0010% ou mais e 0,0040% ou menos.[0068] Mg is useful as an element that contributes to improving resistance to sulfide stress corrosion cracking and can be contained as needed. To obtain such an effect, Mg is preferably contained at 0.0005% or more. Meanwhile, when the content exceeds 0.0050%, the above-mentioned effect levels are outside and the effect proportional with the content cannot be expected in some cases. In addition, economic disadvantages result in some cases. Consequently, if contained, Mg is defined at 0.0005 to 0.0050%. More preferably, Mg is defined at 0.0010% or greater and 0.0040% or less.
[0069] REM: 0,0010 a 0,0200%[0069] REM: 0.0010 to 0.0200%
[0070] REM é útil como um elemento que contribui para melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão de sulfeto e pode ser contido como necessário. Para obter um tal efeito, REM é preferencialmente contido a 0,0010% ou mais. Enquanto isso, quando o teor excede 0,0200%, os níveis de efeito mencionados acima fora e o efeito proporcional com o teor não podem ser esperados em alguns casos. Consequentemente, se contido, REM é definido a 0,0010 a 0,0200%. Mais preferencialmente, REM é definido a 0,0020% ou mais e 0,0150% ou menos.[0070] REM is useful as an element that contributes to improving cracking resistance by sulfide stress corrosion cracking and can be contained as needed. To obtain such an effect, REM is preferably contained at 0.0010% or more. Meanwhile, when the content exceeds 0.0200%, the above-mentioned effect levels outside and the proportional effect with the content cannot be expected in some cases. Consequently, if contained, REM is set to 0.0010 to 0.0200%. More preferably, REM is set to 0.0020% or greater and 0.0150% or less.
[0071] Em seguida, a microestrutura perto de uma superfície de placa de aço, que é um importante requisito para uma placa de aço da presente invenção, será descrita.[0071] Next, the microstructure near a steel plate surface, which is an important requirement for a steel plate of the present invention, will be described.
[0072] A microestrutura de 0,5 mm Sob Superfície de Placa de Aço Que inclui Austenita como Fase de Base, em que 25% ou Mais de Austenita, em Razão de Área, Tem Diâmetro de Círculo equivalente de 10 μm ou Mais e Razão de Aspecto de Eixo Maior para Eixo Menor de 3 ou Mais.[0072] The 0.5 mm Under Surface Steel Plate Microstructure That Includes Austenite as the Base Phase, in which 25% or More of Austenite, in Area Ratio, Has an Equivalent Circle Diameter of 10 μm or More and Ratio from Major Axis Aspect to Minor Axis of 3 or More.
[0073] Na presente invenção, a fase de base da microestrutura de 0,5 mm sob a superfície de placa de aço é austenita. Na austenita, 25% ou mais, em razão de área, é austenita que tem um diâmetro de círculo equivalente de 10 μm ou mais e uma razão de aspecto de um eixo maior para um eixo menor de 3 ou mais. Por causa disso, as bandas de deformação dentro de grãos cristalinos, além de limites de grão perto de uma camada de superfície de placa de aço, eficazmente agem como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível, desse modo, agindo de modo eficaz contra o craqueamento por corrosão sob tensão. Consequentemente, a supressão de craqueamento por corrosão sob tensão pode ser melhorada notavelmente. Além disso, o limite de elasticidade também é melhorado. Preferencialmente, a razão de área é definida a 30% ou mais. Enquanto isso, quando a razão de área excede 95%, a força de um material de aço aumenta excessivamente, e a tenacidade de metal de base deteriora em alguns casos. Consequentemente, a razão de área é definida a preferencialmente 95% ou menos, mais preferencialmente 94% ou menos, ainda preferencialmente 90% ou menos, e ainda preferencialmente 85% ou menos.[0073] In the present invention, the base phase of the microstructure of 0.5 mm under the steel plate surface is austenite. In the austenite, 25% or more by area ratio is austenite that has an equivalent circle diameter of 10 µm or more and an aspect ratio of 1 major axis to a minor axis of 3 or more. Because of this, strain bands within crystalline grains, in addition to grain boundaries near a steel plate surface layer, effectively act as entrapment sites for diffusible hydrogen, thereby effectively acting against cracking by stress corrosion. Consequently, suppression of stress corrosion cracking can be improved remarkably. In addition, the yield point is also improved. Preferably, the area ratio is set to 30% or more. Meanwhile, when the area ratio exceeds 95%, the strength of a steel material increases excessively, and the toughness of base metal deteriorates in some cases. Accordingly, the area ratio is set to preferably 95% or less, more preferably 94% or less, still preferably 90% or less, and still preferably 85% or less.
[0074] Quando um diâmetro de círculo equivalente é menor do que 10 μm ou uma razão de aspecto de um eixo maior para um eixo menor é menor do que 3, um limite de elasticidade desejável não pode ser obtido. Além disso, as bandas de deformação dentro de grãos cristalinos que eficazmente agem como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível não podem ser obtidas, e a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão deteriora. Consequentemente, os efeitos descritos acima não podem ser obtidos. O diâmetro de círculo equivalente, razão de área e razão de aspecto de austenita acima mencionados podem ser medidos pelos métodos na seção de Exemplos descrita em seguida.[0074] When an equivalent circle diameter is less than 10 μm or an aspect ratio of a major axis to a minor axis is less than 3, a desirable yield point cannot be obtained. Furthermore, strain bands within crystalline grains that effectively act as trapping sites for diffusible hydrogen cannot be obtained, and resistance to stress corrosion cracking deteriorates. Consequently, the effects described above cannot be obtained. The above-mentioned equivalent circle diameter, area ratio and aspect ratio of austenite can be measured by the methods in the Examples section described below.
[0075] Na presente invenção, 0,5 mm sob uma superfície de placa de aço significa seções transversais paralelas à direção de laminação a posições de 0,5 mm a partir das superfícies dianteiras e traseiras de uma placa de aço na direção de espessura. Além disso, na presente invenção, mesmo quando a microestrutura descrita acima existe em uma seção transversal paralela à direção de laminação dentro de uma faixa de ± 5% de uma posição de 0,5 mm sob uma superfície de placa de aço, os efeitos descritos acima podem similarmente ser obtidos. Consequentemente, na presente invenção, 0,5 mm sob uma superfície de placa de aço significa que a microestrutura descrita acima existe em uma seção transversal paralela à direção de laminação em qualquer lugar dentro de uma faixa de ± 5% de posições de 0,5 mm a partir das superfícies dianteiras e traseiras da placa de aço na direção de espessura. As superfícies dianteiras e traseiras referem-se a não apenas superfícies intactas de um produto acabado, mas também superfícies de placa de aço que foram tratadas tal que um grau cumulativo de um cristal pode ser medido. Por exemplo, quando as superfícies mais externas de uma placa de aço são cobertas com incrustação, as superfícies após a incrustação foram removidas são significadas.[0075] In the present invention, 0.5 mm under a steel plate surface means cross sections parallel to the rolling direction at positions of 0.5 mm from the front and back surfaces of a steel plate in the thickness direction. Furthermore, in the present invention, even when the microstructure described above exists in a cross-section parallel to the rolling direction within a range of ± 5% of a 0.5 mm position under a steel plate surface, the described effects above can similarly be obtained. Consequently, in the present invention, 0.5 mm under a steel plate surface means that the microstructure described above exists in a cross section parallel to the rolling direction anywhere within a range of ± 5% of positions of 0.5 mm from the front and back surfaces of the steel plate in the thickness direction. Front and back surfaces refer to not only intact surfaces of a finished product, but also steel plate surfaces that have been treated such that a cumulative grade of a crystal can be measured. For example, when the outermost surfaces of a steel plate are covered with fouling, the surfaces after the fouling has been removed are meant.
[0076] A microestrutura de 0,5 mm Sob Superfície de Placa de Aço Que Ainda Inclui, Dentro de Microestrutura, Número total de 2x102/mm2 ou mais de Carbureto, Nitreto e Carbonitreto Que Contém um ou dois ou Mais de Nb, V, e Ti e Que Têm Diâmetro de Círculo equivalente de 0,01 a 0,5 μm.[0076] The microstructure of 0.5 mm under the surface of steel plate which still includes, within the microstructure, a total number of 2x102/mm2 or more of carbide, nitride and carbonitride which contains one or two or more of Nb, V, and Ti and Which Have an Equivalent Circle Diameter of 0.01 to 0.5 µm.
[0077] O estado de existência de um carbureto, um nitreto e um carbonitreto (em seguida, denominado como precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti) contendo um ou dois ou mais de Nb, V e Ti na microestrutura de 0,5 mm sob uma superfície de placa de aço da presente invenção será descrito. Aqui, um carbureto, um nitreto e um carbonitreto contendo um ou dois ou mais de Nb, V, e Ti referem-se a: um carbureto contendo um ou dois ou mais de Nb, V e Ti; um nitreto contendo um ou dois ou mais de Nb, V e Ti; e um carbonitreto contendo um ou dois ou mais de Nb, V e Ti.[0077] The state of existence of a carbide, a nitride and a carbonitride (hereinafter referred to as precipitates based on Nb-, V- and/or Ti) containing one or two or more of Nb, V and Ti in the microstructure of 0.5 mm under a steel plate surface of the present invention will be described. Here, a carbide, a nitride, and a carbonitride containing one or two or more of Nb, V, and Ti refers to: a carbide containing one or two or more of Nb, V, and Ti; a nitride containing one or two or more of Nb, V and Ti; and a carbonitride containing one or two or more of Nb, V and Ti.
[0078] O tamanho de partícula dos precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti é definido a 0,01 a 0,5 μm em diâmetro de círculo equivalente. Quando o tamanho de partícula é menor do que 0,01 μm, um efeito de suprimir o craqueamento de fragilização de hidrogênio como locais de aprisionamento de níveis de hidrogênio difusível fora. Além disso, controlando o tamanho de partícula para ser menor do que 0,01 μm em fabricação real resulta em excessivamente carga de fabricação aumentada e custos de fabricação aumentados. Enquanto isso, quando o tamanho de partícula excede 0,5 μm, a tenacidade de baixa temperatura deteriora. Além disso, é impossível obter um efeito de suprimir o craqueamento de fragilização de hidrogênio como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível. Preferencialmente, o tamanho de partícula é definido a 0,03 μm ou mais e 0,4 μm ou menos.[0078] The particle size of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti is set to 0.01 to 0.5 μm in equivalent circle diameter. When the particle size is smaller than 0.01 μm, an effect of suppressing the cracking of hydrogen embrittlement as places of entrapment of diffusible hydrogen levels outside. Furthermore, controlling the particle size to be less than 0.01 µm in actual manufacturing results in excessively increased manufacturing burden and increased manufacturing costs. Meanwhile, when the particle size exceeds 0.5μm, the low temperature toughness deteriorates. Furthermore, it is impossible to obtain an effect of suppressing hydrogen embrittlement cracking as diffusible hydrogen trapping sites. Preferably, the particle size is set to 0.03 µm or more and 0.4 µm or less.
[0079] Quando o número total de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti que tem o tamanho de partícula descrito acima é menor do que 2x102/mm2 na microestrutura de 0,5 mm sob uma superfície de placa de aço, precipitados que agem como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível são insuficientes. Consequentemente, um efeito de suprimir o craqueamento de fragilização de hidrogênio como locais de aprisionamento de hidrogênio difusível não pode ser obtido. Consequentemente, o número total é definido a 2x102/mm2 ou mais e preferencialmente 5x102/mm2 ou mais. A densidade numérica acima mencionada e diâmetro de círculo equivalente dos precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti pode ser medida pelos métodos na seção de Exemplos descrita em seguida.[0079] When the total number of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti that have the particle size described above is less than 2x102/mm2 in the microstructure of 0.5 mm under a steel plate surface , precipitates that act as trapping sites for diffusible hydrogen are insufficient. Consequently, an effect of suppressing hydrogen embrittlement cracking as diffusible hydrogen trapping sites cannot be obtained. Accordingly, the total number is set to 2x102/mm2 or more and preferably 5x102/mm2 or more. The aforementioned number density and equivalent circle diameter of the precipitates based on Nb-, V- and/or Ti can be measured by the methods in the Examples section described below.
[0080] Quando a martensita e outras microestruturas coexistem com austenita na microestrutura de 0,5 mm sob uma superfície de placa de aço, a tenacidade de baixa temperatura deteriora. Consequentemente, a austenita é definida a 90% ou mais. Em vista da deterioração em tenacidade de baixa temperatura, a razão de área de martensita e outras microestruturas é preferencialmente pequena. A martensita e outras microestruturas acima mencionadas aqui referem- se a martensita, bainita, ferrita e pearlita. Quando a martensita e outras microestruturas coexistem com austenita, a razão de área total de cada microestrutura é desejavelmente definida a 10% ou menos com base na placa de aço inteira.[0080] When martensite and other microstructures coexist with austenite in the 0.5 mm microstructure under a steel plate surface, the low-temperature toughness deteriorates. Consequently, austenite is defined at 90% or more. In view of low-temperature deterioration in toughness, the area ratio of martensite and other microstructures is preferably small. Martensite and other microstructures mentioned above herein refer to martensite, bainite, ferrite and pearlite. When martensite and other microstructures coexist with austenite, the total area ratio of each microstructure is desirably set to 10% or less based on the entire steel plate.
[0081] Em seguida, um método de fabricação para uma placa de aço da presente invenção será descrito. Uma placa de aço de acordo com a presente invenção é adequada para uma placa de aço de alto Mn que tem uma espessura de 4 mm ou mais.[0081] Next, a manufacturing method for a steel plate of the present invention will be described. A steel plate according to the present invention is suitable for a high Mn steel plate that has a thickness of 4 mm or more.
[0082] Uma placa de aço da presente invenção é obtida através de: aquecimento de aço que tem a composição de componente descrita acima a uma faixa de temperatura de (Tx-50) °C ou maior e (Tx+200) °C ou menor como uma temperatura de superfície do aço para qualquer um ou mais de Tx (°C) definido por qualquer uma de fórmula (1) a (3) quando Tx (x = Nb, V ou Ti) é definido a uma temperatura representada por qualquer uma da fórmula (1) a (3) descrita em seguida; laminação a quente a uma temperatura de acabamento de 750°C ou maior e 1.000°C ou menos para produzir uma placa de aço; e subsequentemente resfriamento a uma taxa de resfriamento média de 1,0°C/s ou mais na superfície da placa de aço a 650°C a partir de uma temperatura de menos de (temperatura de acabamento -50°C) ou uma temperatura inicial de resfriamento.[0082] A steel plate of the present invention is obtained by: heating steel having the component composition described above to a temperature range of (Tx-50) °C or greater and (Tx+200) °C or lowest as a steel surface temperature for any one or more of Tx (°C) defined by any one of formulas (1) to (3) when Tx (x = Nb, V or Ti) is defined at a temperature represented by any one of formula (1) to (3) described below; hot rolling at a finishing temperature of 750°C or greater and 1000°C or less to produce a steel plate; and subsequently cooling at an average cooling rate of 1.0°C/s or more on the surface of the steel plate at 650°C from a temperature of minus (finish temperature -50°C) or an initial temperature of cooling.
[0083] Em seguida, os detalhes serão descritos. Na descrição, o símbolo “°C” referente a uma temperatura refere-se a uma temperatura em uma superfície de placa de aço ou uma superfície de aço.[0083] Next, the details will be described. In the description, the symbol “°C” referring to a temperature refers to a temperature on a steel plate surface or a steel surface.
[0084] Em uma placa de aço de alto Mn de acordo com a presente invenção, aço fundido que tem a composição de componente descrita acima pode ser refinado por um método de refinamento publicamente conhecido, tal como usando-se um conversor ou um forno elétrico. Além disso, o refinamento secundário pode ser realizado em um desgaseificador a vácuo. Subsequentemente, aço, tal como uma chapa de um tamanho predeterminado, é preferencialmente formada por um método de fundição contínua ou um método de fundição publicamente conhecido, tal como um método de fundição/chapeamento de lingote.[0084] In a high-Mn steel plate according to the present invention, molten steel having the component composition described above can be refined by a publicly known refining method, such as using a converter or an electric furnace . Additionally, secondary refinement can be performed in a vacuum degasser. Subsequently, steel, such as a sheet of a predetermined size, is preferably formed by a continuous casting method or a publicly known casting method, such as an ingot casting/plating method.
[0085] Chapa após Fundição: Aquecimento de Aço Obtida, Sem Resfriamento até a temperatura ambiente ou Depois de Resfriamento até a temperatura ambiente, à Faixa de temperatura de (Tx-50) °C ou maior e (Tx+200) °C ou menor como Temperatura de superfície de Aço para qualquer um ou Mais de Tx (°C) definido por qualquer uma de fórmula (1) a (3) Quando Tx (x = Nb, V ou Ti) é definido a Temperatura Representada por qualquer uma de fórmula (1) a (3) TNb (°C) = 7.500/[3,0-log10([% de Nb] x [% de C])]- 273 (1) TV (°C) = 10.800/[7,2-log10([% de V] x [% de C])]- 273 (2) TTi (°C) = 7.000/[2,8-log10([% de Ti] x [% de C])]- 273 (3)[0085] Sheet Metal After Casting: Steel Heating Obtained, Without Cooling to Room Temperature or After Cooling to Room Temperature, at Temperature Range of (Tx-50) °C or greater and (Tx+200) °C or less than Steel surface temperature for any one of or More than Tx (°C) defined by any one of formulas (1) to (3) When Tx (x = Nb, V or Ti) is defined the Temperature Represented by any one from formula (1) to (3) TNb (°C) = 7,500/[3.0-log10([% of Nb] x [% of C])]- 273 (1) TV (°C) = 10,800/ [7.2-log10([% of V] x [% of C])]- 273 (2) TTi (°C) = 7,000/[2.8-log10([% of Ti] x [% of C ])]- 273 (3)
[0086] em que: [% de Nb], [% de V], [% de Ti] e [% de C] representam o conteúdo (% em massa) de Nb, V, Ti e C, respectivamente, em aço; e quando um elemento não está contido, o cálculo é realizado ajustando-se o símbolo atômico correspondente na fórmula para 0.[0086] where: [% of Nb], [% of V], [% of Ti] and [% of C] represent the content (% by mass) of Nb, V, Ti and C, respectively, in steel ; and when an element is not contained, the calculation is performed by setting the corresponding atomic symbol in the formula to 0.
[0087] Quando a temperatura de aquecimento é menos do que (Tx- 50) °C, resistência à deformação em laminação a quente aumenta enquanto diminui a redução por passagem. Consequentemente, um aumento no número de passes de laminação resulta em eficiência de baixa laminação. Ao mesmo tempo, os defeitos de fundição dentro de aço (chapa) não podem ser ligados por pressão em alguns casos. Além disso, os cristais contendo Nb-, V- e Ti que foram formados de forma desigual dentro de aço no estágio de refinamento permanecem dentro de uma placa de aço mesmo depois do final de laminação. Consequentemente, os precipitados contendo Nb-, V- e Ti desejáveis não podem ser obtidos e a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão deteriora.[0087] When the heating temperature is less than (Tx-50)°C, creep strength in hot rolling increases while reduction per pass decreases. Consequently, an increase in the number of rolling passes results in low rolling efficiency. At the same time, casting defects within steel (plate) cannot be pressure bonded in some cases. Furthermore, crystals containing Nb-, V- and Ti that were unevenly formed within steel in the refinement stage remain within a steel plate even after the end of rolling. Consequently, the desirable Nb-, V-, and Ti-containing precipitates cannot be obtained and the resistance to stress corrosion cracking deteriorates.
[0088] Enquanto isso, quando a temperatura de aquecimento excede (Tx+200) °C, os riscos de superfície prontamente surgem devido às incrustações formadas durante o aquecimento, desse modo, aumentando uma carga de reparação depois da laminação. Além disso, uma superfície de aço é excessivamente descarbonizada, e uma superfície de placa de aço depois de laminação se torna assim martensita. Consequentemente, flexibilidade e/ou resistência por fragilização de hidrogênio deterioram. Além disso, devido ao engrossamento de grãos de austenita, a microestrutura intencionada não pode ser obtida.[0088] Meanwhile, when the heating temperature exceeds (Tx+200) °C, surface scratches readily arise due to scale formed during heating, thereby increasing a repair load after lamination. Furthermore, a steel surface is excessively decarburized, and a steel plate surface after rolling thus becomes martensite. Consequently, flexibility and/or hydrogen embrittlement strength deteriorates. Furthermore, due to coarsening of austenite grains, the intended microstructure cannot be achieved.
[0089] Consequentemente, a temperatura de aquecimento de aço é definida a (Tx-50) °C ou maior e (Tx+200) °C ou menor. Preferencialmente, a temperatura de aquecimento é definida a (Tx-30) °C ou maior e (Tx+180) °C ou menor. Em caso de laminação direta, a laminação a quente é iniciada enquanto aço é a (Tx-50) °C ou maior e (Tx+200) °C ou menor.[0089] Consequently, the steel heating temperature is set to (Tx-50) °C or higher and (Tx+200) °C or lower. Preferably, the heating temperature is set to (Tx-30) °C or greater and (Tx+180) °C or less. In case of direct rolling, hot rolling is started while steel is at (Tx-50) °C or higher and (Tx+200) °C or lower.
[0090] Aqui, a indicação de “aquecimento a uma faixa de temperatura de (Tx-50) °C ou maior e (Tx+200) °C ou menor como uma temperatura de superfície do aço para qualquer um ou mais de Tx (°C) definida por qualquer uma de fórmula (1) a (3) quando Tx (x = Nb, V ou Ti) é definido a uma temperatura representada por qualquer uma da fórmula (1) a (3)” da presente invenção significa que quando a composição de componente descrita acima contém dois elementos de Nb e V, por exemplo, a temperatura de aquecimento pode satisfazer um ou mais de (TNb-50) °C ou maior e (TNb+200) °C ou menor, ou (TV-50) °C ou maior e (TV+200) °C ou menor. Em outras palavras, qualquer uma das temperaturas de aquecimento pode ser selecionada.[0090] Here, the indication of “heating to a temperature range of (Tx-50) °C or greater and (Tx+200) °C or less as a steel surface temperature for any one or more of Tx ( °C) defined by any one of formulas (1) to (3) when Tx (x = Nb, V or Ti) is defined at a temperature represented by any one of formulas (1) to (3)” of the present invention means that when the component composition described above contains two elements of Nb and V, for example, the heating temperature can satisfy one or more of (TNb-50) °C or greater and (TNb+200) °C or less, or (TV-50) °C or higher and (TV+200) °C or lower. In other words, any of the heating temperatures can be selected.
[0091] Laminação a Quente: Placa de Aço Que tem Espessura Desejável é Obtida ajustando-se a Temperatura de Acabamento a 750°C ou maior e 1.000°C ou Menor em Laminação de Acabamento Depois de Aumento de Rugosidade.[0091] Hot Rolling: Steel Plate Having Desirable Thickness Is Obtained by Adjusting the Finishing Temperature to 750°C or Higher and 1,000°C or Lower in Finishing Rolling After Roughness Increase.
[0092] Quando uma temperatura de acabamento em laminação a quente excede 1.000°C, a recristalização de austenita perto de uma superfície de placa de aço prontamente progride e a microestrutura desejável não pode ser obtida. Consequentemente, a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão deteriora. Enquanto isso, quando uma temperatura de acabamento é definida a menos do que 750°C, resistência à deformação a quente aumenta excessivamente, desse modo, aumentando uma carga em um laminador. Além disso, a eficiência de baixa laminação e resultam em custos de fabricação aumentados. Consequentemente, uma temperatura de acabamento em laminação a quente é definida a 750°C ou maior e 1.000°C ou menos, preferencialmente 800°C ou maior e 950°C ou menor, e mais preferencialmente 940°C ou menor.[0092] When a finishing temperature in hot rolling exceeds 1000°C, the recrystallization of austenite near a steel plate surface readily progresses and the desirable microstructure cannot be obtained. Consequently, resistance to stress corrosion cracking deteriorates. Meanwhile, when a finishing temperature is set at less than 750°C, hot creep strength increases excessively, thereby increasing a load on a rolling mill. Furthermore, low lamination efficiency and result in increased manufacturing costs. Accordingly, a hot rolling finish temperature is defined as 750°C or greater and 1000°C or less, preferably 800°C or greater and 950°C or less, and more preferably 940°C or less.
[0093] Redução Cumulativa de 10% ou Mais e 50% ou Menos em Faixa de Temperatura de 850°C ou maior e (Tx-50) °C ou Menor em Laminação de Acabamento (Condição Preferencial).[0093] Cumulative Reduction of 10% or More and 50% or Less in a Temperature Range of 850°C or Greater and (Tx-50) °C or Less in Finish Lamination (Preferred Condition).
[0094] Quando uma redução cumulativa é menor do que 10% na faixa de temperatura de 850°C ou maior e (Tx-50) °C ou menor, existe um risco de falha em obter a microestrutura alvo. Enquanto isso, quando a redução cumulativa excede 50%, a eficiência em laminação diminui. Além disso, existe um risco que a força aumenta excessivamente e a tenacidade de baixa temperatura deteriora. Aqui, a redução cumulativa é uma redução total obtida adicionando-se uma redução em cada passe de laminação na faixa de temperatura de 850°C ou maior e (Tx-50) °C ou menor em laminação de acabamento.[0094] When a cumulative reduction is less than 10% in the temperature range of 850°C or greater and (Tx-50) °C or less, there is a risk of failure to obtain the target microstructure. Meanwhile, when the cumulative reduction exceeds 50%, the rolling efficiency decreases. Furthermore, there is a risk that strength increases excessively and low temperature toughness deteriorates. Here, the cumulative reduction is a total reduction obtained by adding a reduction in each rolling pass in the temperature range of 850°C or greater and (Tx-50) °C or less in finish rolling.
[0095] Redução Cumulativa de 5% ou Mais e 60% ou Menos em Região de Não Recristalização (960°C ou Menos) em Laminação de Acabamento (Condição Mais Preferencial)[0095] Cumulative Reduction of 5% or More and 60% or Less in Non-Recrystallization Region (960°C or Less) in Finish Lamination (Most Preferential Condition)
[0096] Quando uma redução cumulativa é menor do que 5% na região de não recristalização, existe um risco de falha em atingir a alvo força. Enquanto isso, quando uma redução cumulativa excede 60%, existe um risco que o limite de elasticidade aumenta excessivamente e a tenacidade de baixa temperatura deteriora. Aqui, a redução cumulativa é uma redução total obtida adicionando-se uma redução em cada passe de laminação na região de não recristalização em laminação de acabamento.[0096] When a cumulative reduction is less than 5% in the non-recrystallization region, there is a risk of failure to achieve the target strength. Meanwhile, when a cumulative shrinkage exceeds 60%, there is a risk that the yield point increases excessively and the low-temperature toughness deteriorates. Here, the cumulative reduction is a total reduction obtained by adding a reduction in each rolling pass in the non-recrystallization region in finishing rolling.
[0097] Após o Final de Laminação de Acabamento, Resfriamento a Taxa de Resfriamento Média de 1,0°C/s ou Mais em Superfície de Placa de Aço a 650°C A partir de Temperatura de menos de (Temperatura de Acabamento -50°C) ou Temperatura Inicial de Resfriamento.[0097] After the End of Finish Rolling, Cooling at an Average Cooling Rate of 1.0°C/s or More on a Steel Plate Surface at 650°C From a Temperature of less than (Finishing Temperature -50° C) or Initial Cooling Temperature.
[0098] Quando uma taxa de resfriamento média em uma superfície de placa de aço é menor do que 1,0°C/s, um carbureto engrossa devido a retenção a uma alta temperatura por um longo tempo, desse modo, diminuindo a força. Além disso, o carbureto de Cr é formado, desse modo, prejudicando a tenacidade e a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão. Consequentemente, a taxa de resfriamento média é definida a preferencialmente 1,0°C/s ou mais e mais preferencialmente 2,0°C/s ou mais. Enquanto isso, quando a taxa de resfriamento média excede 150,0°C/s, se torna difícil manter a forma de uma placa de aço. Consequentemente, a taxa de resfriamento média é definida a preferencialmente 150,0°C/s ou menos, mais preferencialmente 120,0°C/s ou menos, e ainda preferencialmente 100,0°C/s ou menos. Aqui, a taxa de resfriamento média é uma taxa de resfriamento média a 650° a partir de uma temperatura de menos de (temperatura de acabamento -50°C) ou uma temperatura inicial de resfriamento depois do final de laminação de acabamento.[0098] When an average cooling rate on a steel plate surface is less than 1.0°C/s, a carbide thickens due to retention at a high temperature for a long time, thereby decreasing strength. In addition, Cr carbide is formed, thereby impairing toughness and resistance to stress corrosion cracking. Accordingly, the average cooling rate is set to preferably 1.0°C/s or more and more preferably 2.0°C/s or more. Meanwhile, when the average cooling rate exceeds 150.0°C/s, it becomes difficult to maintain the shape of a steel plate. Accordingly, the average cooling rate is defined as preferably 150.0°C/s or less, more preferably 120.0°C/s or less, and most preferably 100.0°C/s or less. Here, the average cooling rate is an average cooling rate at 650° from a temperature of less than (finish temperature -50°C) or an initial cooling temperature after the end of finish rolling.
[0099] Na presente invenção, verificou-se recentemente que controlar uma taxa de resfriamento média em resfriamento é eficaz para suprimir a precipitação de carbureto de Cr durante o resfriamento e desse modo melhorar a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão.[0099] In the present invention, it was recently found that controlling an average cooling rate in cooling is effective to suppress Cr carbide precipitation during cooling and thereby improve resistance to stress corrosion cracking.
[00100] Aqui, uma taxa de resfriamento média na faixa de temperatura a partir de uma temperatura de acabamento a (temperatura de acabamento -50°C) não é particularmente especificada, mas é preferencialmente 1,0°C/s ou menos visto que a formação de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti pode ser promovida. Além disso, uma taxa de resfriamento média a menos do que 650°C não é particularmente especificada, mas é definida a preferencialmente menos do que 100,0°C/s a partir de um ponto de vista de evitar a deformação de uma placa de aço e mais preferencialmente 80,0°C/s ou menos.[00100] Here, an average cooling rate in the temperature range from a finishing temperature to (finishing temperature -50°C) is not particularly specified, but is preferably 1.0°C/s or less since the formation of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti can be promoted. Furthermore, an average cooling rate at less than 650°C is not particularly specified, but is preferably defined as less than 100.0°C/s from a point of view of preventing deformation of a steel plate. and more preferably 80.0°C/s or less.
[00101] Em seguida, a presente invenção será descrita em mais detalhe com os Exemplos. A presente invenção, entretanto, não está limitada aos seguintes Exemplos.[00101] Next, the present invention will be described in more detail with Examples. The present invention, however, is not limited to the following Examples.
[00102] Chapas de aço (espessura da chapa: 250 a 300 mm) foram preparadas para terem várias composições de componente mostradas na Tabela 1-1 e na Tabela 1-2 por um conversor/concha, método de refinamento/fundição contínuo. As chapas de aço foram aquecidas a (Tx-50) °C ou mais e (Tx+200) °C ou menos (x = Nb, V ou Ti), então laminadas a quente sob condições de fabricação mostradas na Tabela 2-1 e na Tabela 2-2, e esfriadas sob as condições de fabricação mostradas na Tabela 2-1 e na Tabela 2-2. Aqui, (Tx-50) °C e (Tx+200) °C para Nb, V ou V são, cada um, mostrados na Tabela 1-1 e Tabela 12.[00102] Steel sheets (plate thickness: 250 to 300 mm) were prepared to have various component compositions shown in Table 1-1 and Table 1-2 by a converter/shell, continuous refining/casting method. The steel sheets were heated to (Tx-50) °C or higher and (Tx+200) °C or lower (x = Nb, V or Ti), then hot rolled under manufacturing conditions shown in Table 2-1 and Table 2-2, and cooled under the manufacturing conditions shown in Table 2-1 and Table 2-2. Here, (Tx-50) °C and (Tx+200) °C for Nb, V or V are each shown in Table 1-1 and Table 12.
[00103] As placas de aço laminadas a quente de 12 mm a 80 mm de espessura obtidas foram submetidas a um exame de microestrutura, um ensaio de tração de metal de base, um teste de tenacidade de metal de base, e um teste de craqueamento por corrosão sob tensão na seguinte maneira.[00103] The hot-rolled steel plates from 12 mm to 80 mm thick obtained were subjected to a microstructure examination, a base metal tensile test, a base metal toughness test, and a cracking test by stress corrosion in the following manner.
[00104] No exame de microestrutura, uma amostra para observação de microestrutura foi retirado a partir de cada uma das placas de aço obtidas em uma seção transversal paralela à direção de laminação em uma posição de 0,5 mm sob a superfície na direção de espessura, marcado com uma solução aquosa de pirossulfito de sódio (10 g de Na2S2O5+95 ml de solução aquosa), e representado visualmente pela estrutura microscópica óptica em cinco campos de visão em uma ampliação de 500x. Subsequentemente, uma razão de área de austenita, um diâmetro de círculo equivalente, e uma razão de aspecto foram obtidos a partir de cada uma das imagens de microestrutura obtidas usando-se um analisador de imagem.[00104] In the microstructure examination, a sample for microstructure observation was taken from each of the steel plates obtained in a cross section parallel to the rolling direction at a position of 0.5 mm under the surface in the thickness direction , marked with an aqueous solution of sodium pyrosulfite (10 g of Na2S2O5+95 ml of aqueous solution), and visually represented by the optical microscopic structure in five fields of view at a magnification of 500x. Subsequently, an austenite area ratio, an equivalent circle diameter, and an aspect ratio were obtained from each of the microstructure images obtained using an image analyzer.
[00105] A razão de área de austenita foi obtida como uma razão da área de austenita de 10 μm ou mais para a área total de austenita realizando-se marcação de austenita, a imaginologia da microestrutura em uma ampliação de 500x, traçando limites de grão de austenita, e realizando análise de imagem.[00105] The austenite area ratio was obtained as an austenite area ratio of 10 μm or more to the total austenite area by performing austenite marking, microstructure imaging at 500x magnification, tracing grain boundaries of austenite, and performing image analysis.
[00106] Como para o tamanho de grão de austenita, em outras palavras, o diâmetro de círculo equivalente de austenita, as áreas individuais de austenita foram primeiro determinadas através de análise de imagem das imagens de microestrutura acima mencionadas. O diâmetro de círculo equivalente depois foi calculado a partir de áreas individuais.[00106] As for the austenite grain size, in other words, the austenite equivalent circle diameter, the individual austenite areas were first determined through image analysis of the above-mentioned microstructure images. The equivalent circle diameter was then calculated from individual areas.
[00107] A razão de aspecto de grãos de austenita foi calculada como uma razão do maior diâmetro (eixo maior) para a maior largura ortogonal para o eixo maior (eixo menor) para cada grão de austenita através de observação sob um microscópio óptico da microestrutura em que limites de grão de austenita foram expostos pela marcação acima mencionada.[00107] The aspect ratio of austenite grains was calculated as a ratio of the largest diameter (major axis) to the largest width orthogonal to the major axis (minor axis) for each austenite grain through observation under an optical microscope of the microstructure in which austenite grain boundaries have been exposed by the aforementioned marking.
[00108] No exame do diâmetro de círculo equivalente de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti, dez campos de visão foram representados visualmente a uma ampliação de 50.000x sob um microscópio eletrônico de transmissão em uma seção transversal paralela à direção de laminação em uma posição de 0,5 mm sob a superfície de cada placa de aço na direção de espessura, e a área de cada precipitado com base em Nb-, V- e/ou Ti foi determinada através de análise de imagem dessas imagens de microestrutura. O diâmetro de círculo equivalente de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti foi calculado a partir de cada área.[00108] In examining the equivalent circle diameter of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti, ten fields of view were visually represented at a magnification of 50,000x under a transmission electron microscope in a cross section parallel to the rolling direction at a position 0.5 mm under the surface of each steel plate in the thickness direction, and the area of each precipitate based on Nb-, V- and/or Ti was determined through image analysis of these microstructure images. The equivalent circle diameter of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti was calculated from each area.
[00109] No exame da densidade numérica de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti, dez campos de visão foram representados visualmente sob um microscópio eletrônico de transmissão em uma ampliação de 50.000x na seção transversal paralela à direção de laminação em uma posição de 0,5 mm sob a superfície de cada placa de aço na direção de espessura, o número de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti que tem um diâmetro de círculo equivalente de 0,01 a 0,5 μm foi contado por 1 mm2, e um número de densidade total de precipitados com base em Nb-, V- e/ou Ti foi obtido.[00109] In examining the numerical density of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti, ten fields of view were visually represented under a transmission electron microscope at a magnification of 50,000x in cross section parallel to the lamination direction at a position 0.5 mm under the surface of each steel plate in the thickness direction, the number of precipitates based on Nb-, V- and/or Ti that have an equivalent circle diameter of 0.01 to 0 .5 µm was counted per 1 mm2, and a total precipitate density number based on Nb-, V- and/or Ti was obtained.
[00110] As características de tração foram examinadas retirando-se amostras de tração JIS No 5 a partir de cada uma das placas de aço obtidas e realizando um ensaio de tração de acordo com JIS Z 2241 (1998). Na presente invenção, uma amostra que tem um limite de elasticidade de 400 MPa ou maior é avaliada como excelentes características de tração de metal de base (dentro do escopo da presente invenção). As amostras com excelentes características de tração de metal de base da presente invenção tinham uma resistência à tração de 800 MPa ou mais e alongamento total de 30% ou mais.[00110] The tensile characteristics were examined by taking JIS No 5 tensile samples from each of the steel plates obtained and performing a tensile test according to JIS Z 2241 (1998). In the present invention, a sample having a yield strength of 400 MPa or greater is evaluated as excellent base metal tensile characteristics (within the scope of the present invention). Samples with excellent tensile characteristics of base metal of the present invention had a tensile strength of 800 MPa or more and total elongation of 30% or more.
[00111] A tenacidade de metal de base foi avaliada por: retirar amostras de entalhe em V de Charpy de acordo com JIS Z 2202 (1998) em uma direção perpendicular à direção de laminação em uma posição de 1/4 de espessura para cada placa de aço que tem uma espessura de mais do que 20 mm ou em uma posição de 1/2 de espessura para cada placa de aço que tem uma espessura de 20 mm ou menos; realizar um teste de impacto de Charpy para três amostras para cada placa de aço de acordo com JIS Z 2242 (1998); e obter uma energia absorvida a -196°C. Na presente invenção, uma placa de aço que tem uma energia absorvida média (vE-196) de três amostras de 50 J ou maior é avaliada como excelente tenacidade de metal de base (dentro do escopo da presente invenção). Mais preferencialmente, a energia absorvida média (vE-196) é 100 J ou maior.[00111] The base metal toughness was evaluated by: taking Charpy V-notch samples according to JIS Z 2202 (1998) in a direction perpendicular to the rolling direction in a 1/4 thickness position for each plate of steel having a thickness of more than 20 mm or in a position of 1/2 thickness for each steel plate having a thickness of 20 mm or less; perform a Charpy impact test for three samples for each steel plate in accordance with JIS Z 2242 (1998); and obtain an absorbed energy at -196°C. In the present invention, a steel plate having an average absorbed energy (vE-196) of three samples of 50 J or greater is evaluated as excellent base metal toughness (within the scope of the present invention). More preferably, the average absorbed energy (vE-196) is 100 J or greater.
[00112] Um teste de craqueamento por corrosão sob tensão foi realizado de acordo com um método de teste de taxa de deformação lenta com base em Padrão NACE TM0111-2011. Uma peça de teste que tem um formato de barra redonda do Tipo A entalhada foi usada. A peça de teste foi imersa em água do mar artificial (concentração de cloreto de íon de 18.000 ppm) a 23°C e submetida a um ensaio de tração de taxa constante a uma taxa de deformação de 4x10-7 polegada/segundo. Na presente invenção, uma peça de teste que tem uma tensão de fratura de 500 MPa ou maior é avaliada como excelente resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão (dentro do escopo da presente invenção). Mais preferencialmente, uma tensão de fratura é 600 MPa ou maior.[00112] A stress corrosion cracking test was performed according to a slow strain rate test method based on NACE Standard TM0111-2011. A test piece having a notched Type A round bar shape was used. The test piece was immersed in artificial seawater (18,000 ppm chloride ion concentration) at 23°C and subjected to a constant rate tensile test at a strain rate of 4x10-7 inch/second. In the present invention, a test piece having a fracture stress of 500 MPa or greater is rated as having excellent resistance to stress corrosion cracking (within the scope of the present invention). More preferably, a fracture stress is 600 MPa or greater.
[00113] Os resultados obtidos como acima são mostrados na Tabela 3-1 e na Tabela 3-2. TABELA 1-1 Nota 1: Sublinhados indica o exterior do escopo da presente invenção TNb(°C)=7.500/{3,0-logio([% de Nb]x[% de C])}-273---(1) Tv(°C)=10.800/{7,2-logio([% de V]x[% de C])}-273---(2) TTi(°C)=7.000/{2,8-logio([% de Ti]x[% de C])}-273---(3) Nota 2: em que: [% de Nb], [% de V], [% de Ti] e [% de C] representam o conteúdo (% em massa) de Nb, V, Ti e C, respectivamente, em aço; e quando um elemento não está contido, o cálculo é realizado ajustando-se o símbolo atômico correspondente na fórmula para 0. TABELA 1-2 Nota 1: Sublinhados indicam o exterior do escopo da presente invenção TNb(°C)=7.500/{3,0- logio ([% de Nb]x[% de C])}-273---(1) TV(°C)=10.800/{7,2- logio ([% de V]x[% de C])}-273-(2) Nota 2: TTÍ(°C)=7.000/{2,8- logio ([% de Ti]x[% de C])}-273---(3) em que: [% de Nb], [% de V], [% de Ti] e [% de C] representam o conteúdo (% em massa) de Nb, V, Ti e C em aço, respectivamente; e quando um elemento não está contido, o cálculo é realizado ajustando-se o símbolo atômico correspondente na fórmula para 0. TABELA 2-1 Nota: sublinhados indicam o exterior do escopo da presente invenção TABELA 2-2 Nota: Sublinhados indicam o exterior do escopo da presente invenção TABELA 3-1 Nota: sublinhados indicam o exterior do escopo da presente invenção TABELA 3-2 Nota: sublinhados indicam o exterior do escopo da presente invenção[00113] The results obtained as above are shown in Table 3-1 and Table 3-2. TABLE 1-1 Note 1: Underscores indicate outside the scope of the present invention TNb(°C)=7,500/{3,0-logio([% of Nb]x[% of C])}-273---(1) Tv( °C)=10,800/{7,2-logion([% of V]x[% of C])}-273---(2) TTi(°C)=7,000/{2,8-logion([ % of Ti]x[% of C])}-273---(3) Note 2: where: [% of Nb], [% of V], [% of Ti] and [% of C] represent the content (% by mass) of Nb, V, Ti and C, respectively, in steel; and when an element is not contained, the calculation is performed by setting the corresponding atomic symbol in the formula to 0. TABLE 1-2 Note 1: Underscores indicate outside the scope of the present invention TNb(°C)=7,500/{3,0- logio ([% of Nb]x[% of C])}-273---(1) TV( °C)=10,800/{7.2- logio ([% of V]x[% of C])}-273-(2) Note 2: TTÍ(°C)=7,000/{2.8- logio ( [% Ti]x[% C])}-273---(3) where: [% Nb], [% V], [% Ti] and [% C] represent the content (% by mass) of Nb, V, Ti and C in steel, respectively; and when an element is not contained, the calculation is performed by setting the corresponding atomic symbol in the formula to 0. TABLE 2-1 Note: underscores indicate outside the scope of the present invention TABLE 2-2 Note: Underscores indicate the outside scope of the present invention TABLE 3-1 Note: underscores indicate outside the scope of the present invention TABLE 3-2 Note: underscores indicate the outside scope of the present invention
[00114] Os Exemplos foram confirmados para satisfazer o desempenho-alvo acima mencionado (limite de elasticidade de metal de base de 400 MPa ou maior, a tenacidade de baixa temperatura de 50 J ou maior como energia absorvida média (vE-196), a resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão de 500 MPa ou maior como tensão de fratura). Enquanto isso, Exemplos Comparativos estão fora do escopo da presente invenção podem não satisfazer o desempenho alvo acima mencionado em qualquer uma ou mais de força de metal de base, tenacidade de baixa temperatura, e resistência ao craqueamento por corrosão sob tensão. Na Tabela 3-1 e na Tabela 3-2, placas de aço No 12 e 36 de Exemplos Comparativos tinham, em razão de área, 70% de austenita com um diâmetro de círculo equivalente médio de 10 μm ou mais e uma razão de aspecto de um eixo maior para um eixo menor de 3 ou mais. Isto é porque austenita estável é escassa, mas austenita instável predomina visto que C na composição de componente está além do escopo da presente invenção.[00114] The Examples have been confirmed to meet the above-mentioned target performance (base metal yield strength of 400 MPa or greater, low temperature toughness of 50 J or greater as average absorbed energy (vE-196), the stress corrosion cracking strength of 500 MPa or greater as stress fracture). Meanwhile, Comparative Examples outside the scope of the present invention may not satisfy the above-mentioned target performance in any one or more of base metal strength, low temperature toughness, and resistance to stress corrosion cracking. In Table 3-1 and Table 3-2, steel plates No. 12 and 36 of Comparative Examples had, by area ratio, 70% austenite with an average equivalent circle diameter of 10 µm or more and an aspect ratio from a major axis to a minor axis of 3 or more. This is because stable austenite is scarce, but unstable austenite predominates since C in the component composition is beyond the scope of the present invention.
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